Relatório Experimento Capacitores

Objetivos

A experiência tem como objetivo determinar a resistência interna de um voltímetro.

Introdução

Os capacitores são dispositivos eletrônicos capazes de armazenar carga elétrica. Consiste em duas armaduras, ou seja, dois condutores paralelos, separadas por uma distância d. Entre elas há um material isolante, para impedir que os condutores entrem em contato.
Quando estão carregados, possuem uma diferença de potencial(U) entre eles, portanto há um campo elétrico: E = U/d.
O campo elétrico é proporcional à carga elétrica q nos condutores, que possuem sinais opostos. Então, a diferença de potencial é proporcional à carga: U = q/C.
A capacitância(C), cuja unidade é Farad(F) = Coulomb/Volt, define a capacidade do capacitor de armazenar cargas elétricas.
A energia armazenada no capacitor depende do circuito em processo de descarga. O trabalho para deslocar uma carga entre as placas: dW=Udq. dW = CUdU, então: W = (1/2)CU2.
Os capacitores podem ser ligados em série e em paralelo.
Após carregar um capacitor de capacitância C com tensão inicial V0, e após desligar este capacitor da fonte, observa-se uma descarga desta tensão com o tempo, sobre uma resistência R.
Sabendo que: V(t) = RI(t); q(t) = CV(t); I(t) = -dq(t)/dt -> Conclui-se que: dV(t)/V(t) = -dt/RC.
Integrando de 0 a t(tempo) e de V0 a V(t)(tensão), obtém-se:
V(t) = V0e-t/RC
RC é a constante temporal do circuito e é medido em segundos.
Material e Método
Utilizou-se uma placa para montagem de circuitos, 3 capacitores de 47 µF, uma fonte de corrente contínua e um voltímetro. Foram montados 3 circuitos diferentes. Foi ligado um capacitor numa tensão de 15 V. Após este estar carregado, foi ligado em paralelo o voltímetro, marcando assim a tensão inicial e foi observado o descarregamento do capacitor e anotada a tensão a cada 30 segundos. Quando este atingiu tensão de 1/3 da tensão inicial, marcou-se o tempo. O segundo circuito foram 3 capacitores ligados em série, medindo-se a tensão a cada